[發明專利]一種晶體硅切割廢料制備高品質碳化硅的方法

有效

• 申請號: 201711059532.2
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107651691B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 邢鵬飛;姜勝南;崔曉華;劉洋;都興紅;高波;李大剛
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C01B32/984
• 分類號: C01B32/984
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉;梅洪玉

1.一種晶體硅切割廢料制備高品質碳化硅的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將晶體硅切割廢料、碳質還原劑按重量比2.6～3.2:1稱取，再稱取占混合物料質量分數為5-10％的粘結劑和占混合物料質量分數為5～10％的水；混合，獲得混合物料；

(2)將獲得的混合物料在高壓壓球機上壓制成球團，之后烘干；

(3)將烘干后的球團放入高溫反應爐，在球團上方覆蓋碳粉，形成碳粉層，所述碳粉層的厚度為10～60mm，再進行高溫反應，反應溫度為1500-3000℃，制備出碳化硅結晶塊；

(4)將獲得的碳化硅結晶塊經破碎、酸洗、干燥后得到高品質碳化硅粉。

2.根據權利要求1所述的一種晶體硅切割廢料制備高品質碳化硅的方法，其特征在于，步驟(3)中球團上方覆蓋的碳粉為石墨、活性炭、石油焦或炭黑中的一種或多種。

3.根據權利要求1或2所述的一種晶體硅切割廢料制備高品質碳化硅的方法，其特征在于，步驟(1)中混合物料的組分還包括添加劑，添加劑為NaCl、NaF或KCl中的一種或多種；所述添加劑的占混合物料質量分數為不超過10％。

4.根據權利要求1或2所述的一種晶體硅切割廢料制備高品質碳化硅的方法，其特征在于，上述碳質還原劑粉為石墨粉、石油焦、活性炭和炭黑中的一種或多種。

5.根據權利要求3所述的一種晶體硅切割廢料制備高品質碳化硅的方法，其特征在于，上述碳質還原劑粉為石墨粉、石油焦、活性炭和炭黑中的一種或多種。

6.根據權利要求1或2或5所述的一種晶體硅切割廢料制備高品質碳化硅的方法，其特征在于，所述粘結劑包括纖維素、聚丙烯醇、聚丙烯酰胺中的一種或多種。

7.根據權利要求1或2或5所述的一種晶體硅切割廢料制備高品質碳化硅的方法，其特征在于，所述步驟(2)壓制球團的壓制壓力為10～60Mpa，保壓時間為30～120s，球團直徑大小為20～80mm。

8.根據權利要求1或2或5所述的一種晶體硅切割廢料制備高品質碳化硅的方法，其特征在于，所述步驟(4)所述酸洗方式采用超聲輔助攪拌酸洗，除去產品中的金屬雜質，超聲輔助攪拌酸洗的條件為：超聲頻率為30～200kHz，攪拌速度為100～800rpm，酸洗溫度為80～200℃，酸洗時間為0.25～4h。

9.根據權利要求1或2或5所述的一種晶體硅切割廢料制備高品質碳化硅的方法，其特征在于，所述酸洗的酸源為鹽酸、硫酸、氫氟酸中的一種或多種混合，酸總濃度為5～40wt％。